이승아(왼쪽부터) 연세대 교수, 박욱 경희대 교수, 이경철 연세대 박사과정생, 배중현 경희대 박사.국내 연구팀이 렌즈리스 카메라 기술의 핵심인 광학 소자를 대량으로 생산할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.
이승아 연세대 전기전자공학과 교수 연구팀은 박욱 경희대 전자공학과 교수 연구팀과 협업해 기존 초소형 카메라보다 5배 이상 얇은 카메라를 제작하고 광학 정보 처리까지 구현했다. 이로써 렌즈리스 카메라 원천 기술의 상용화 가능성을 처음으로 제시한 것으로 평가된다.
카메라는 사물 인식, 생체 인식, 정보 획득 등으로 확장돼 모듈의 소형화가 요구된다. 픽셀 해상도는 계속 증가하지만 모듈의 전체 크기와 비용을 줄이는 데는 물리적 한계가 있다.
이에 최근 렌즈를 얇은 광변조 마스크로 대체하는 렌즈리스 이미징 기법이 주목받고 있다. 렌즈리스 이미징은 렌즈 대신 빛을 변조하는 얇은 마스크를 센서 앞에 두고 측정하는 방식이다. 이때 렌즈리스 카메라의 성능을 결정짓는 가장 중요한 요소가 위상 마스크 구조다.
공동 연구팀은 다양한 점확산함수(Point Spread Function·PSF)를 가지는 위상 마스크를 제작하고 초박형 카메라를 개발해 디스플레이의 상(scene)과 실생활의 물체를 촬영했을 때 모두 이미징이 가능하도록 했다. 딥러닝 기술을 활용해 훨씬 향상된 이미지 영상도 얻고 광학 정보처리에 활용될 수 있도록 했다. 또 카메라로 촬영했을 때 촬영되는 원본 데이터만으로 지문의 일치 여부를 확인할 수 있도록 했다.
이 교수는 “임의의 전달함수를 갖는 초박형 렌즈리스 카메라를 상용화할 수 있게 됐다”며 “사물 분류, 인식, 검출 등 다양한 목적에 최적화된 초소형 저가 스마트 카메라 모듈을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.
